بررسی تنوع صفات اگرومورفولوژیک در جمعیت‌های عدس بومی استان زنجان و گزینش ژنوتیپ‌های برتر برای شرایط دیم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه زنجان

2 هیئت علمی گروه زراعت و اصلاح نباتات دانشگاه زنجان

چکیده

سابقه و هدف: وجود تنوع در خصوصیات ژنتیکی، اساس هر برنامه اصلاحی است و وجود حداکثر تنوع، بزرگترین شانس برای حصول موفقیت در گزینش به ویژه در شرایط آب و هوایی متغیر نظیر دیمکاری محسوب می‌شود. با توجه به اهمیت منابع ژنتیکی بومی عدس برای استفاده در برنامه‌های اصلاحی، آزمایش حاضر به منظور بررسی تنوع صفات مهم زراعی و گزینش تک‌بوته‌های عدس بومی استان زنجان در مزارع دیم انجام شد.
مواد و روش‌ها: به این منظور تعداد 1040 تک بوته عدس در شرایط دیم مزارع پنج شهرستان مختلف استان زنجان (شامل شهرستان‌های خرمدره، خدابنده، ایجرود، ماهنشان و زنجان (ارمغانخانه)) در سال زراعی 94-1393، انتخاب و از لحاظ صفات عملکردی و مورفولوژی شامل ارتفاع بوته، ارتفاع اولین انشعاب شاخه از سطح زمین، ارتفاع اولین غلاف از سطح زمین، تعداد غلاف، تعداد غلاف پر، تعداد غلاف پوک، تعداد دانه، وزن هزاردانه، وزن دانه، وزن کاه و کلش و بیوماس ارزیابی شدند. برای مقایسه جمعیت‌های عدس تجزیه واریانس به صورت طرح کاملاً تصادفی نامتعادل انجام شد و جمعیت‌ها با تجزیه خوشه‌ای به روش Ward گروه‌بندی شدند. جهت گزینش ژنوتیپ‌های برتر در هر جمعیت، با در نظر گرفتن اهداف اصلاحی، صفات بر اساس درجه اهمیت مرتب شده و ژنوتیپ‌های برتر در هر جمعیت تعیین شدند.
یافته‌ها: نتایج آمار توصیفی نشان دهنده تنوع بالا بین جمعیت‌ها از لحاظ صفات مورد بررسی به‌ویژه تعداد غلاف پوک (98/117 درصد) و وزن دانه (82/55 درصد) بود. برای صفات ارتفاع اولین شاخه، تعداد غلاف، تعداد دانه و وزن دانه و کاه و کلش نیز تنوع بالایی مشاهده شد. از این‌رو، گزینش برای این صفات در جمعیت‌های مورد ارزیابی مؤثر به‌نظر می‌رسد. کمترین ضریب تغییرات نیز مربوط به صفات ارتفاع بوته (79/10 درصد)، ارتفاع اولین غلاف (83/18 درصد) و وزن هزاردانه (90/25 درصد) بود. نتایج تجزیه واریانس نشان دهنده وجود اختلاف معنی‌دار بین جمعیت‌های عدس از لحاظ تمام صفات مورد اندازه‌گیری در سطح احتمال 01/0 بود. جمعیت ایجرود بیشترین میانگین را برای تمام صفات مورد ارزیابی داشت. تجزیه خوشه‌ای این جمعیت‌ها را در سه گروه دسته‌بندی کرد. جمعیت ارمغانخانه و ایجرود هر یک جداگانه در یک گروه قرار گرفتند و سه جمعیت خرمدره، خدابنده و ماهنشان با هم گروه سوم را تشکیل دادند. جمعیت ایجرود دارای بیشترین درصد انحراف از میانگین کل برای اغلب صفات عملکردی و همچنین صفات مورفولوژیک مهم برای برداشت مکانیزه بود. در نهایت تعداد 492 ژنوتیپ برتر برای بررسی در شرایط دیم در قالب طرح آزمایشی و بر اساس صفات عملکردی و صفات مؤثر در برداشت مکانیزه انتخاب شدند.
نتیجه‌گیری: در بین و درون جمعیت‌های عدس از لحاظ صفات اگرومورفولوژیک مورد بررسی تنوع مناسبی وجود داشت. نتایج تجزیه خوشه‌ای نیز این جمعیت‌ها را در سه گروه دسته‌بندی کرد. از آنجا که اختلاف ژنوتیپ‌ها در مناطق مختلف می‌تواند به دلیل تفاوت ژنتیکی ژنوتیپ‌‌ها و همچنین تأثیر اقلیم و محیط متفاوت رشد آن‌ها باشد، از این‌رو، برای انتخاب ژنوتیپ‌های برتر، ارزیابی و گزینش در درون منطقه‌ها به‌طور جداگانه انجام شد. از آنجا که عدس گیاهی خودگشن و کلیستوگام است و درصد خودگشنی در آن بسیار بالاست (99%) بنابراین جمعیت‌های عدس هموزیگوس هتروژنس هستند لذا بذر ژنوتیپ‌‌های انتخاب شده لاین خالص می‌باشد و روش گزینشی این مطالعه گزینش لاین‌های خالص بود. لاین‌های خالص حاصل از ژنوتیپ‌‌های گزینش شده را می‌توان در برنامه‌های اصلاحی مورد استفاده قرار داد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Evaluation of variations of agro-morphological traits in landrace lentil populations of Zanjan province and selection of superior genotypes in rainfed conditions

نویسندگان [English]

  • soheila moradi 1
  • Jalal Saba 2
  • Afshin Tavakoli 1
  • Kamran Afsahi 1
1 zanjanuniversity
2 Professor of Agronomy and Plant Breeding Department of Zanjan University
چکیده [English]

BBackground: The diversity of the genetic traits material is the basis of any breeding program and the existence of maximum variation is the greatest chance for success in the selection, especially in variable climatic such as rainfed conditions. Regarding the importance of lentil genetic resources for use in breeding programs of this plant, this experiment was conducted to investigate the diversity of important agronomic traits and selection of native lentil plants in dryland fields of Zanjan province.
Materials and Methods: For this purpose, 1040 plants of lentil from fields in five regions (including Khorramdareh, Khodabandeh, Ijrood, Mahneshan,and Zanjan (Armaghankhaneh) of Zanjan province were collected in the rainfed conditions at 2014-2015 cropping season. Plants were evaluated in terms of yield and morphological traits including plant height, height of the first branch from the ground, height of the lowest pod of the ground, number of pods, number of hollow pods, number of full pods, number of seeds, 1000-seed weight, seed weight, straw weight and biomass. To compare the populations of lentils, analysis of variance was performed in a completely unbalanced randomized design and populations were grouped by cluster analysis by Ward method. In order to select the best genotypes in each population, considering breeding goals, traits were sorted by degree of importance and superior genotypes were determined in each population.
Results: The results of descriptive statistics indicated a high variation among studied traits, especially number of hollow pods (117.98 %) and seed weight (55.82 %) Also for height of first branch, number of pods, number of seeds and seed and straw weight great variations were observed. Therefore, the selection for these traits in evaluated populations seems to be effective. The lowest coefficient of variation was related to plant height (10.79 %), first pod height (18.83 %) and 1000-seed weight (25.90 %). Analysis of variance results showed that there were significant differences between them in terms of all measured traits at 0.01 level. Ejroud population had the highest mean for most of the traits evaluated. Cluster analysis categorized these populations into three groups. The Armaghankhaneh and Ejroud populations were each grouped separately, and the three populations of Khoramdareh, Khodabandeh and Mahneshan formed the third group. Ejroud population had the highest percentage of deviation from the total mean for yield traits and also morphological traits that are important for mechanized harvesting. Finally, 492 superior genotypes were selected for study in rainfed conditions based on experimental design for yield traits and effective traits in mechanized harvesting.
Conclusion: There were suitable variations within and between the lentil populations in terms of agro-morphological traits. Cluster analysis also categorized these populations into three groups. Because of the difference in plants in different regions due to the genetic variation of the plants, as well as the impact of the climate and their different growth environment, therefore, for selection of superior genotypes, evaluation and selection were carried out separately in the regions. Since lentils are self-pollinated and cleistogam and have high rate of elf-pollination (99%), so the populations of the lentils are homozygous so the seeds of selected genotypes are pure lineage and the method of this study was selection of pure lines. Pure lines from selected genotypes can be used in breeding programs.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Keywords: Genetic Resources
  • Lentils
  • Seed yield
  • Selection
  • Variation

مراجع

  1. Aghaei, M., Shahab, J., Zeynali, M., and Talei, H.A. 2004. Genetic diversity of population of lentil and its relation to geographical distribution. J Agro Sci. 6: 4. 402-414. (In Persian)
  2. Agricultural Statistics Booklet. 2014. Volume I: Crop production. Ministry of Jihad-e-Keshavarzi. Office of Statistics and Information Technology. Available at: http://amar.maj.ir/Portal/Home/Default.aspx?CategoryID=117564e0-507c-4565-9659-fbabfb4acb9b. pp. (In Persian)
  3. Ahamed, K.U., Akhter, B., Islam, M.R., Humaun, M.R., and Alam, M.J. 2014. Morphological characterization and genetic diversity in lentil (Lens culinaris medikus ssp. Culinaris) germplasm. IJARIT Research. 4: 1. 70-76.
  4. Alabboud, I., Szilagyi, L., and Roman, G.V. 2009. Assessment of genetic diversity in lentil (Lens culinaris Medik) as revealed by RAPD markers. Scientific Papers, USAMV Bucharest. 2: 1. 439- 444.
  5. Almudena, L., Magdalena, R., Lucía, R., and Isaura, M. 2001. Relationships between agro/morphological characters and climatic parameters in Spanish landraces of lentil (Lens culinaris Medik.). Genet Resour. Crop Ev. 48: 3. 239-249.
  6. Bamdad, F., Dokhani, S., and Keramat, J. 2009. Functional assessment and subunit constitution of lentil (Lens culinaris) proteins during germination. Int. J Agric. Biol. 11: 6. 690-694.
  7. Boyle, J. L., Aksay, S., Roufik, S., Ribereau, S., Mondor, M., Mondor, M., Farnworth, E., and Rajamohamed, S. H. 2010. Comparison of the functional properties of pea, chickpea and lentil protein concentrates processed using ultra filtration and isoelectric precipitation techniques. Food Res Int. 43: 2. 537-546.
  8. Castaneda-Alvarez, N.P., Khoury, C.K., Achicanoy, H.A., Bernau, V., Dempewolf, H., Eastwood, R.J., Gurarino, L., Harker, R.H., Javis, A., Maxted, N., Mueller, J.V., Ramirez-Villegas, J., Sosa, C.C., Struik, P.C., Vincent, H., and Toll, J. 2016. Global conservation priorities for crop wild relatives. Nat Plants. 2: 16022.
  9. Chibbar, R. N., Ambigaipalan, P., and Hoover, R. 2010. Molecular diversity in pulse seed starch and complex carbohydrates and its role in human nutrition and health. Cereal Chem. 87: 4. 342-352.
  10. Cristobal, M.D, Pando, V., and Herrero, B. 2014. Morphological characterization of lentil (Lens culinaris Medik.) landraces from Castilla Y Leon, Spain. Pak. J. Bot. 46: 1373-1380.
  11. Cubero, J. I., Perez de la Vega, M., and Fratini, R. 2009. Origin, phylogeny, domestication and spread. In: Erskine W, Muehlbauer F J, Sarker A and Sharma B (Ed.).  The lentil: botany, production and use. CAB international, Wallingford, UK, pp. 13-33.
  12. Erskine, W. and Choudhary, M.A. 1986. Variation between and within lentil landraces from Yemen republic. Euphytica. 35: 3. 695-700.
  13. Erskine, W., Sarker, A., and Kumar, S. 2011. Crops that feed the world 3. Investing in lentil improvement toward a food secure world. Food Secur. 3: 2. 127-139.
  14. Erskine, W., Sarker, A., and Kumar, S. 2016. Lentil Breeding. In book: Reference Module in Food Sci. 1-6.
  15. Eskine, W., Adham, Y., and Holly, L. 1989. Geographic distribution of variation in quantitative traits in a world lentil collection. Euphytica. 43: 1. 97-103.
  16. FAO. 2017. FAOSTAT. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome: Available online at: http://faostat.fao.org.
  17. Gaad, D., Laouar, M., and Abdelguerfi, A. 2018. Collection and agro morphological characterization of Algerian accessions of lentil (Lens culinaris). Biodiversity. 19: 1. 183-193.
  18. ICARDA. 2002. ICARDA Annual Report 2001. International Center for Agricultural Research in the Dry Areas. Aleppo. Syria.
  19. Khazaei, H., Caron, C.T., Fedoruk, M., Diapari, M., Vandenberg, A., Coyne, C.J., McGee, R., and Bett, K.E. 2016. Genetic Diversity of Cultivated Lentil (Lens culinaris Medik.) and Its Relation to the World's Agro-ecological Zones. Front Plant Sci. 7: 1093.
  20. Lazaro, A., Ruiz, M., De la Rosa, L., and Martin, I. 2001. Relationships between agro/morphological characters and climatic parameters in Spanish landraces of lentil (Lens culinaris Medik.). Genet Resour Crop Ev. 48: 3. 239-249.
  21. Majnoon Hosseini, N., and Naghavi, M.R. 2017. Genetic variation for seed yield and biomass in some lentil genotypes (Lens culinaris). Iran J Field Crop Sci. 48: 3. 665-671. (In Persian).
  22. Mishra, S.K., Sharma, B., and Sharma, S.K. 2007. Genetics and cytogenetics of Lentil. In: Lentil: an ancient crop for modern times (Eds.), Yadav, S. S. David McNeil and Stevenson, Philip C. The Springer. Pp, 187-208.
  23. Naroui Rad, M.R., Aghaei, M., Fanaei, H.R., and Ghasemi, M. 2008. The study of genetic variation of some morphologic and phenologic characters in lentil germplasms of warm and dry regions. J Res Dev. 78: 173-181. (In Persian).
  24. Nouri Gougharai, M., Dashti, H., Madah Hosseini, S., and Dehghan, A. 2015. Evaluation of genetic diversity in the lentil germplasm using morphological traits in Bardsir. Iran J Crop Sci. 45: 4. 551-541. (In Persian)
  25. Pandey, S., and Bhatore, A. 2018. Genetic diversity analysis for quantitative traits in indigenous germplasm of lentil in Madhya Pradesh. J Pharmacog. Phytochem. 7: 1. 279-283.
  26. Rahimi, M.H., Houshmand, S., Khadambashi, M., and Ghasemi Siani, N. 2018. Study of genetic diversity and relationships between agronomic traits in lentil. Iran J Pulses Res. 9: 2. 100-113. (In Persian)
  27. Rezvani, N., Nezami, A., and Kafi, M. 2018. Evaluation of lentil (Lens culinaris) genotypes for autumn sowing in cold temperate regions under field conditions. J Crop Produc. 4: 11. 142-147.
  28. Roy, S., Islam, M.A., Sarker, A., Malek, M.A., Rafii, M.Y., and Ismail, M.R. 2013. Determination of genetic diversity in lentil germplasm based on quantitative traits. Aust. J Crop Sci. 7: 1. 14-21.
  29. Sabaghpour, S.H., 2006. Parameters and mechanisms of drought tolerance in crops. National Committee of Agricultural Aridity and Drought Management, Pp, 154. (In Persian)
  30. Sabaghpour, S.H., Safikhani, M., Sarker, A., Ghaffari A., and Ketata, H. 2004. Present status and future propects of lentil cultivation in Iran. P, 146, Proceeding of 5th European Conference on Grain Legumes, 7-11 June, Dijon, France.
  31. Saman, S.M., Mozafari, J., Vaezi, S., Abbasi-Mogahddam, A., and Mostafaei, H. 2012. Genetic diversity of pod and seed characteristics in lentil genotypes of Iran. Iran J Crop Sci. 14: 54. 171-182. (In Persian)
  32. Vanda, M. 2014. Determination of Gene Locations Controlling Grain Yield and its Components in Lentils (Lens culinaris Medik). PhD Thesis. agricultural faculty. plant breeding group. Shahrekord University. (In Persian)
  33. Verma, P., Sharma, T.R., Srivastava, P.S., Abdin, M.Z., and Bhatia, S. 2014. Exploring genetic variability within lentil (Lens culinaris Medik.) and across related legumes using a newly developed set of microsatellite markers. Mol. Biol. Rep. 41: 9. 5607-5625. 
  34. Wilson, V.E., and Law, A.G. 1972. Natural crossing in lens esculenta Moench. J Am Soc Hortic Sci. 97: 142-143.
  35. Zaccardelli, M., Lupo, F., Piergiovanni, A.R., Laghetti, G., Sonnante, G., and Daminati, M.G. 2012. Characterization of Italian lentil (Lens culinaris Medik.) germplasm by agronomic traits, biochemical and molecular markers. Genet. Resour. Crop Evol. 59: 727-738.

مجله تولید گیاهان زراعی
دوره 12، شماره 4
اسفند 1398
صفحه 171-186

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار